關(guān)于鐵路動環(huán)監(jiān)控設(shè)備的維護(hù)與故障處理探討

劉俊生 成榆生

【摘 要】本文通過從鐵路通信機(jī)房內(nèi)動力環(huán)監(jiān)監(jiān)控系統(tǒng)的模塊化設(shè)計和維護(hù)方面進(jìn)行探討，結(jié)合日常管理經(jīng)驗和現(xiàn)場維護(hù)經(jīng)驗進(jìn)行研究，為現(xiàn)場維護(hù)動力環(huán)監(jiān)系統(tǒng)設(shè)備提供參考依據(jù)，更好地保障機(jī)房通信設(shè)備運行安全，有長遠(yuǎn)的運用價值和推廣意義。

【關(guān)鍵詞】動力環(huán)境監(jiān)控；維護(hù)；故障處理；運用價值

一、課題研究的意義

動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)是一個綜合利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、通信技術(shù)、自動控制技術(shù)、新型傳感技術(shù)等構(gòu)成的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，提供的一種以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、基于集中管理監(jiān)控模式的自動化、智能化和高效率的技術(shù)手段，其監(jiān)控對象是機(jī)房內(nèi)動力設(shè)備及機(jī)房環(huán)境。結(jié)合鐵路現(xiàn)場情況，動環(huán)監(jiān)控設(shè)備已廣泛應(yīng)用于各類機(jī)房，針對種類繁多，設(shè)計各異的動環(huán)監(jiān)控設(shè)備；對機(jī)房里的環(huán)境設(shè)備及基礎(chǔ)子系統(tǒng)（如UPS、空調(diào)、配電、新風(fēng)、溫濕度、漏水、門禁、圖像、消防系統(tǒng)等）進(jìn)行實時監(jiān)測和有效管理。因此本課題研究有著廣闊的運用場景。

二、動力環(huán)監(jiān)監(jiān)控系統(tǒng)及設(shè)計

（一）環(huán)監(jiān)集中監(jiān)控系統(tǒng)組成

根據(jù)國家統(tǒng)一要求，監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)按監(jiān)控管理中心（CSC）、區(qū)域監(jiān)控中心（LSC）、局（站）現(xiàn)場監(jiān)控單元（FSU）、設(shè)備監(jiān)控模塊（SM）劃分。環(huán)監(jiān)集中監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖如下圖1所示。

（二）系統(tǒng)模塊化設(shè)計

1.監(jiān)控模塊SM（Supervsion moduie）

監(jiān)控模塊是整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集部分。裝于被監(jiān)控的設(shè)備附近。它是圖像、聲音、環(huán)境、電源、空調(diào)設(shè)備的智能控制器或智能采集設(shè)備；具有數(shù)據(jù)的采集、壓縮、控制和濾波作用；具有與監(jiān)控單元（FSU），區(qū)域監(jiān)控中心（LSC）或監(jiān)控中心（CSC）進(jìn)行通信的功能；完成遙測，遙信數(shù)據(jù)的傳送及實現(xiàn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)端遙控。其結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

每個監(jiān)控模塊都是相對獨立的數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)，這些數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)一般地均由傳感器、數(shù)據(jù)采集通道、數(shù)據(jù)處理與控制器、通信單元組成。監(jiān)控模塊包括圖像信息采集與編碼壓縮類、圖像攝像鏡頭控制類、圖像信息切換與選擇類、動力系統(tǒng)類（高壓室、低壓室）、開關(guān)電源、蓄電池組、UPS、DC/DC直流變換器等設(shè)備、集中空調(diào)機(jī)和分散空調(diào)機(jī)、環(huán)境數(shù)據(jù)采集等設(shè)備。

2.監(jiān)控單元FSU（Field Supervision Unit）

監(jiān)控單元是裝于基站內(nèi)的前臺設(shè)備，從邏輯上講，它是監(jiān)控模塊的上一級設(shè)備，其主要功能為：周期性地采集各監(jiān)控模塊（SM）傳來的各類信息，對信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、存儲、參數(shù)設(shè)置、告警管理，隨時接受并快速響應(yīng)來自監(jiān)控中心的命令，具有與監(jiān)控中心進(jìn)行通信的功能，完成監(jiān)控模塊和監(jiān)控中心之間的遙測、遙信、遙控數(shù)據(jù)的傳送。在某些資料里，也有把監(jiān)控模塊和監(jiān)控單元合稱為監(jiān)控單元的。其結(jié)構(gòu)圖如下圖3所示。

對于監(jiān)控的基站由于其規(guī)模不同，監(jiān)控對象和內(nèi)容不一樣，因此，配置的監(jiān)控單元不盡相同。不管其如何變化，其基本組成均由監(jiān)控模塊通信與管理單元、數(shù)據(jù)處理單元、顯示終端單元、上位機(jī)通信與管理單元組成。

3.區(qū)域監(jiān)控中心LSC（Local Supervision Center）

區(qū)域監(jiān)控中心裝于各市公司的監(jiān)控中心。從邏輯上講，它是監(jiān)控單元的上一級設(shè)備，其主要功能為：周期性地采集各監(jiān)控單元（FSU）傳來的各類信息，對信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、存儲、參數(shù)設(shè)置、告警管理，具有實時作業(yè)和歷史數(shù)據(jù)處理功能，能同時監(jiān)視轄區(qū)內(nèi)監(jiān)控單元的工作狀態(tài)?？赏ㄟ^監(jiān)控單元（FSU）對監(jiān)控模塊（SM）下達(dá)監(jiān)測和控制命令，隨時接受并快速響應(yīng)來自監(jiān)控中心（CSC）的命令，具有與監(jiān)控中心進(jìn)行通信的功能，完成監(jiān)控模塊（SM）、監(jiān)控單元（FSU）和監(jiān)控中心（CSC）之間的遙測、遙信、遙控數(shù)據(jù)的傳送和數(shù)據(jù)過濾功能。

區(qū)域監(jiān)控中心一般地由前臺通信控制單元、數(shù)據(jù)處理單元（局域網(wǎng)）、后臺通信單元、數(shù)據(jù)庫、顯示與打印單元組成。其邏輯結(jié)構(gòu)如圖4所示。

4.集中監(jiān)控中心CSC（Central Supervision Center）

CSC從邏輯上講，它是區(qū)域監(jiān)控中心的上一級設(shè)備，其主要功能為：周期性地采集各區(qū)域監(jiān)控中心（LSC）、監(jiān)控單元（FSU）傳來的各類信息， 對信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、存儲、參數(shù)設(shè)置、告警管理，具有實時作業(yè)和歷史數(shù)據(jù)處理功能，可通過區(qū)域監(jiān)控中心LSC或監(jiān)控單元（FSU）對監(jiān)控模塊（SM）下達(dá)監(jiān)測和控制命令，具有遙測、遙信、遙控功能。

監(jiān)控中心一般地，由前臺通信控制單元、數(shù)據(jù)處理單元（局域網(wǎng)）、數(shù)據(jù)庫、顯示與打印單元組成。其邏輯結(jié)構(gòu)如圖5所示。

（三）環(huán)監(jiān)監(jiān)控系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置

系統(tǒng)可對運行參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。其中包括：告警閥值、復(fù)限閥值、告警級別、變比系數(shù)、振蕩因子、滿程值、零程值等。

在系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置時，監(jiān)控中心畫面將給出提示。

監(jiān)控中心具有故障告警及確認(rèn)記錄。故障告警及確認(rèn)記錄內(nèi)容包括故障設(shè)備名稱、故障發(fā)生時間、故障確認(rèn)時間、故障確認(rèn)人、故障排除時間等。系統(tǒng)對記錄資料具有查閱、統(tǒng)計功能。

三、通信機(jī)房的環(huán)境監(jiān)控測點與采樣布置探討

（一）煙霧傳感器

要安裝在開關(guān)電源正上方屋頂上的最高處吸頂安裝，安裝牢固，安裝時其工作指示燈盡量指向門口，每個煙霧傳感器的作用范圍不超過6m（半徑）。

任何原因造成的煙霧不能到達(dá)傳感器所在的位置，將使傳感器不能正常告警。一般的，需將煙霧傳感器裝在基站設(shè)備的上方屋頂上，按照煙霧較空氣輕的原理，一旦基站設(shè)備有煙霧時，煙感能比較快的作出反應(yīng)。

（二）水浸傳感器

水浸傳感器須安裝在基站內(nèi)的空調(diào)，暖氣，窗門口等易漏水的地方，并選擇地勢最低的地點安裝，保證兩觸點距地面距離S均為1-2mm的距離，注意避免與地面過近造成誤告警。

（三）溫度傳感器

溫度傳感器要求安裝在距地面1.7米左右、主控附近的墻上，注意安裝牢固；溫度傳感器不能裝在門口及門的對面，應(yīng)避免陽光直射、空調(diào)氣流直吹，嚴(yán)禁安裝在開關(guān)電源的后面，另外注意遠(yuǎn)離暖氣管道及暖氣片等熱源，距離主控不得超過5米，安裝盡量選擇最能反映基站整體溫度的位置。

（四）三相交流檢測器

三相交流檢測器安裝在基站配電箱的側(cè)面，不能裝到配電箱的下面，盡量遠(yuǎn)離配電箱的出、入線孔。

（五）移動傳感器

安裝在基站門兩側(cè)，或門的對面，距地面1.8-2米之間，安裝牢固。探測器安裝時應(yīng)直接面對保護(hù)區(qū)域，但須注意遠(yuǎn)離暖器、空調(diào)、微波爐等冷熱源和有電磁場的物體，切勿將傳感器正對窗戶或強(qiáng)氣流、光線的區(qū)域；另外還要注意避免被監(jiān)測區(qū)域內(nèi)入室登記表、基站內(nèi)照明設(shè)施是否能被空調(diào)吹到從而紙張或照明設(shè)施晃動，造成移動誤告警。

四、常見故障分析與處理探討

（一）環(huán)監(jiān)系統(tǒng)故障處置流程

通過多年的現(xiàn)場維護(hù)經(jīng)驗，對故障處置流程進(jìn)行優(yōu)化，如下圖所示。首先查看監(jiān)控單元信號是否異常，是將問題縮小的第一步。可以判定是中心的問題還是底端的問題。

如果監(jiān)控單元的信號正常，表示中心服務(wù)器的配置數(shù)據(jù)與監(jiān)控單元的本地參數(shù)表與配置表數(shù)據(jù)不符，刷新服務(wù)器后可以解決。

如果監(jiān)控單元數(shù)據(jù)也顯示異常，則檢查監(jiān)控單元的本地參數(shù)和配置表。檢查時應(yīng)對照采集器上所接的通道是否與配置的通道相同、信號屬性、通道類型、信號編碼、小數(shù)點位置、變比系數(shù)、越限值、復(fù)限值、振蕩因子、告警級別、告警聯(lián)動參數(shù)、屏蔽時間段等項，將不正確的配置項進(jìn)行修正。

接線應(yīng)當(dāng)檢查的內(nèi)容包括傳感器端接線是否正確、采集器端接線是否正確、線路是否完好，沒有斷線接觸不好的現(xiàn)象。

可以根據(jù)采集器的輸出特性有萬用表測量輸出通道輸入端的值，判斷傳感器的輸出是否正常?？梢愿鶕?jù)傳感器使用說明書來進(jìn)行判斷，不正常則更換傳感器。

如果傳感器正常則是采集板的故障，此時可使用調(diào)試工具檢查采集板通道設(shè)置。

如果通道設(shè)置正確，仍然無法采集到，通常是此通道損壞?？梢愿鼡Q通用采集器來解決；也可以將此信號換到其他通道進(jìn)行采集，注意：此時必須修改監(jiān)控單元的參數(shù)配置，并保證監(jiān)控單元的參數(shù)配置與服務(wù)器配置相同，即修改后刷新服務(wù)器。

（二）常見故障處理方法探討

一是動環(huán)設(shè)備主機(jī)MISU主要由S板（模擬AI、數(shù)字DI外圍告警采集板）、P板（主控板）或PA板、E板（傳輸板，傳輸2M信號）三大部分組成。

二是水浸告警單元如有告警采集器告警燈會亮，無告警則正常燈亮。

三是更換P板一定要重新下載對應(yīng)開關(guān)電源的協(xié)議（與門磁、水浸等告警無關(guān)），同時把P板撥碼開關(guān)設(shè)為S3為12上端/S2為18上端，其它在下端，否則出監(jiān)控中斷告警。

四是更換S板，要重新設(shè)置S1撥碼開關(guān)位置，把2 4位置拔下來，否則會出空調(diào)失竊告警。無需下載協(xié)議。更換E板，也無需下載協(xié)議。

五是更換溫濕度盒無需調(diào)盒內(nèi)部微調(diào)按鈕，只需結(jié)合+12V電源線、溫度告警線、濕度告警線。注意在處理此類溫度過高或過低問題時一定要檢查連接線是否接觸良好。

六是空調(diào)失竊告警處理時，要注意檢查空調(diào)室外機(jī)內(nèi)3.9K電阻是否完好，室內(nèi)防雷干結(jié)點與RS232接觸是否良好。

七是若處理監(jiān)控中斷故障時，由后臺查看傳輸E板是否正常，若正常則是P板問題。動環(huán)監(jiān)控是由各個基站動環(huán)組成一個環(huán)路，若中間一個斷掉，其下掛基站動環(huán)設(shè)備會全部中斷。（每個基站動環(huán)傳輸由2條2M電路組成，一條是到上端站，一條到下端站，若在E板上看到RCL、E_LOS燈亮，說明動環(huán)傳輸中斷）。

八是更換PA板要用高版本軟件來下載協(xié)議。MISU現(xiàn)場調(diào)測軟件主要是下載開關(guān)電源協(xié)議，查看一些通道數(shù)據(jù)，如AI1為溫度，2作用正常，AI2為濕度，2作用正常，AI3/4為控制空調(diào)。通過軟件測試讀出版本號若為S結(jié)尾，未下載開關(guān)電源協(xié)議，若為F結(jié)尾則說明已下載協(xié)議。

九是溫濕度盒（帶4個插針）要接4根線，+12V電源線到S板電源接口+12V端，溫度采集線（T）接到XJ1上層接線板AI1端口，濕度采集線（RH）接到XJ1下層接線板AI2；接地線（GND）接到XJ1下層接線板GND端口。

五、結(jié)論

本文通過從鐵路通信機(jī)房內(nèi)動力環(huán)監(jiān)監(jiān)控系統(tǒng)維護(hù)方面進(jìn)行了介紹，從通信機(jī)房現(xiàn)場出發(fā)，對監(jiān)測點的布置進(jìn)行了介紹，最后結(jié)合日常管理經(jīng)驗和現(xiàn)場維護(hù)經(jīng)驗，總結(jié)常見故障和處理方法，更好地為現(xiàn)場維護(hù)動力環(huán)監(jiān)系統(tǒng)設(shè)備提高參考依據(jù)，更好地保障機(jī)房設(shè)備運行安全，有長遠(yuǎn)的運用價值和推廣意義。